Disain Proses Pengolahan
Air limbah yang diolah berasal dari empat pengrajin dengan total debit sekitar 10-16 M3/hari. Air limbah dari masing-masing pengrajin sebelum masuk ke unit alat pengolahan air limbah terlebih dahulu di alirkan ke bak kontrol, selanjutnya air limbah dialirkan ke saluran pengumpul, dan kemudian masuk ke bak pengurai anaerobik melalui bagian tengah bak. Di dalam bak pengurai anaerobik air limbah masuk pada bagian tengah bak dengan arah aliran dari atas ke bawah dan keluar dari sebelah pinggir bak dengan arah aliran dari bawah ke atas (Up Flow). Air limpasan limpasan dari bak pengurai anaerob dikumpulkan melalui pipa berlubang-lubang dan dialirkan ke unit pengolahan lanjut.
Unit reaktor pengolahan lanjut terdiri dari 5 (lima) buah ruangan, yakni ruangan pertama adalah bak pengendapan awal yang berfungsi untuk mengendapkan partikel-partikel tersuspesi yang masih terbawa dan juga sebagai bak pengurai. Ruangan ke dua dan ke tiga merupakan biofilter yang berisi media dari media plastik sarang tawon yang merupakan zona anaerob (tanpa udara). Air limbah masuk ke ruangan ke dua melalui bagian atas dengan arah aliran dari atas ke bawah dan kemudian masuk ke rungan ke tiga dengan arah aliran dari bawah ke atas. Selanjutnya air limpasan dari ruangan ke tiga (zona anaerob) masuk ke ruangan ke empat melalui weir pada bagian atas.
Di dalam ruangan ke empat tersebut juga diisi dengan media plastik sarang tawon sambil dihembus dengan udara. Udara yang digunakan disuplai dengan menggunakan blower dengan daya listrik 60 watt. Ruangan ke empai ini disebut dengan zona aerobik. Dari zona aerobik air limbah masuk ke ruangan ke lima melalui bagian bawah. Ruangan ke lima tersebut berfungsi sebagai bak pengendapan akhir. Air limbah pada bak pengendapan akhir sebagian disirkulasikan kembali ke rungan pertama atau bak pengendapan awal dengan menggunakan pompa celup 25 watt. Air limpasan dari bak pengedapan akhir adalah merupakan air olahan yang dapat sudah dapat dibuang ke saluran umum.
Peralatan
Rancangan alat pengolahan air limbah tahu-tempe dengan sistem kombinasi biofilter anerob-aerob, kapasitas pengolahan 6-10 m3/hari yang akan di terapkan di PIK Tahu-Tempe Semanan, Jakarta Barat, terdiri dari dua buah bak yakni bak pengurai anerob dan bak pengolahan lanjut. Spesifikasi teknis alat adalah sebagai berikut :
Bak Pengurai Anaerob
Dimensi : 100 cm x 100 cm x 220 cm
Diameter inlet : 4 " Diameter Outlet : 4 "
Lubang Kontrol : 25 cm X 25 cm ( jumlah 3 buah) Bahan : Fiberglass
Waktu Tinggal : 5-8 jam
Disain bak pengurai anaerob ditunjukkan seperti pada Gambar 12.a, 12.b dan 12.c.
Gambar 12.b : Bak pengurai anaerob, potongan melintang A-A.
Bak Pengolahan Lanjut
Dimensi : 100 cm x 310 cm x 210 cm
Diameter inlet : 4 " Diameter Outlet : 4 "
Lubang Kontrol : 60 cm X 60 cm ( jumlah 4 buah) Bahan : Fiberglass (FRP)
Waktu Tinggal : 16 24 jam
Mdia Biofilter : Tipem Sarang Tawon Bahan : PVC
Spesifik Area : + 200 M2/M3
Diameter Lubang : 2 cm
Disain bak pengolahan lanjut ditunjukkan seperti pada gambar rancangan prototipe alat pengolahan air limbah domistik dengan sistem biofilter anaerob-aerob (Gambar 13a-b.)
Gambar 13b. Tampak Atas
Media Biofilter
Media biofilter yang digunakan untuk percobaan adalah media dari bahan PVC dengan bentuk sarang tawon. Spesifikasi teknis media biofilter yang digunakan adalah sebagai berikut :
Ukuran Modul : 30cm x 25cm x 30cm Ukuran Lubang : 2 cm x 2 cm Ketebalan : 0,5 mm Luas Spesifik : + 150 m2/m3 Berat : 30-35 kg/m3 Porositas Ronga : 0,98 Warna : Hitam
Gambar 14: Media plastik sarang tawon untuk pembiakan mikro-organisme untuk menguraikan zat organik.
Gambar 15 : Bak pengurai anaerob dan bak pengolahan lanjut sebelum dipasang.
Uji Coba Alat
Uji coba proses pengolahan dengan kondisi anaerobik dilakukan dengan tanpa proses aerasi maupun tanpa sirkulasi. Dengan demikian maka proses di dalam bak pengurai anaerobik maupun bak pengolahan lanjut berada dalam kondisi anaerob. Berdasarkan pengamatan secara fisik (dengan mata), pada awal proses yakni pengamatan setelah tiga hari operasi, proses penguraian sudah mulai berjalan. Hal ini dapat dilihat dari timbulnya bau yang menyengat pada bak pengurai anaerob dan juga pada bak pengolahan lanjut.
Setelah proses berjalan berjalan sekitar dua minggu, mikroorganisme sudah mulai tumbuh atau berkembang biak di dalam reaktor. Di dalam bak pengendapan awal sudah mulai terlihat lapisan mikro organisme yang menempel pada permukaan media. Mikro orgnisme tersebut sangat membantu menguraikan senyawa organik yang ada di dalam air limbah.
Dengan berkembang-biaknya mikro orgnisme atau bakteri pada permukaan media maka proses penguraian senyawa polutan yang ada di dalam air limbah menjadi lebih efektif. Selain itu, setelah proses berjalan beberapa tiga minggu pada permukaan media kontaktor plastik sarang tawon yang ada di dalam zona anaerob maupun zona aerob, telah diselimuti oleh lapisan mikroorganisme meskipun masih sangat tipis.. Dengan tumbuhnya lapisan mikroorganisme tersebut maka proses penyaringan padatan tersuspensi (SS) maupun penguraian senyawa polutan yang ada di dalam air limbah menjadai lebih baik.
Hal ini secara fisik dapat dilihat dari air limpasan yang keluar dari zona anaerob sudah cukup jernih, dan buih atau busa yang terjadi di zona aerob (bak aerasi) sudah sangat berkurang. Sedangkan air olahan yang keluar secara fisik sudah sangat jernih. Sedangkan hasil analisa kualitas air limbah sebelum dan sesudah pengolahan., tanpa proses tanpa aerasi dapat dilihat pada tabel 5.
Tabel 5 : Hasil analisa air sebelum dan sesudah Pengolahan secara anaerob
No PARAMETER KONSENTRASI AIR LIMBAH (mg/l) KONSENTRASI AIR OLAHAN (mg/l) EFISIENSI (%) 1 BOD 334.75 85 74.5 2 COD 1826 450 75.4 3 Organik (KMnO4) - - - 4 Total SS (suspended solids) 250 40 84 5 NH4-N 79.45 - - 6 Nitrit ttd - - 7 Nitrat 0.24 - - 8 Sulfida 9.11 4.10 55 9 Sulfat ttd 28.6 - 10 pH 7,0 7.4 -
Setelah operasi berjalan 4 minggu
Dari hasil analisa kualitas air limbah sebelum dan sesudah pengolahan pada kondisi proses tanpa aerasi menunjukkan bahwa dengan proses secara anaerobik didapatkan efisiensi penghilangan BOD 74,5 %, COD 75,4 % dan efisiensi penghilangan padatan tersuspensi (SS) 84 %.
Jika dilakukan kombinasi proses anaerobik dan aerobik, proses pengolahan akan berjalan lebih baik. Dari hasil uji coba kombinasi proses pengolahan anaerobik-aerobik, dapat menurunkan konsentrasi BOD dari 585 mg/lt menjadi 62 mg/l, COD turun dari 1252 mg/l menjadi 148 mg/lt, dan padatan tersuspensi SS) turun dari 429 mg/lt menjadi 26 mg/lt. Dengan kombinasi proses biofilter anaerob-aerob didapatkan efisiensi penghilangan BOD 89,4 %, COD 88,2 % dan SS 94 % ( Tabel 6).
Tabel 6.
Hasil analisa air sebelum dan sesudah pengolahan dengan proses anaerob-aerob
No PARAMETER KONSENRASI AIR
LIMBAH (mg/l) KONSENTRASI AIR OLAHAN (mg/l) EFISIENSI (%) 1 BOD 585 62 89.4 2 COD 1252 148 88.2 3 Organik (KMnO4) - - 4 Total SS (suspended solids) 429 26 94 5 NH4-N 33,03 15,6 53 6 pH 7.4 8.2 -
PENUTUP
Beberapa keunggulan proses pengolahan air limbah dengan biofilter anaerb-aerob antara lain yakni pengeoperasiannya sangat mudah dan biaya operasinya rendah, lumpur yang dihasilkan relatif sedikit, dapat menghilangkan nitrogen dan phospor yang dapat menyebabkan euthropikasi, suplai udara untuk aerasi relatif kecil, dapat digunakan untuk air limbah dengan beban BOD yang cukup besar, dan dapat menghilangan padatan tersuspensi (SS) dengan baik. Untuk kapasitas pengolahan air limbah 10 M3/hari hanya membutuhkan energi listrik untuk blower udara 40 watt dan untuk pompa sirkullasi 25 watt.
LAMPIRAN